Дипломная работа: Реконструкция электротехнической части фермы КРС на 200 голов

Максимальный ток участка в дневной и вечерний максимум.

Iд=Sд/√3·Uн=230/1,73·10=13.2А(5.7)

Iв=Sв/√3·Uн=181,6/1,73·10=10,4А(5.8)

где, Uн - номинальное напряжение с высокой стороны.

Провод выбирают по наибольшему максимуму. Экономическую плотность тока определяют по таблице 23.4 (л-7) в зависимости от времени использывания максимальной мощности выбираем jэ=1,1

Расчетное сечение.

Fэ=Imax/jэ=13,2/1,1=12мм²(5.9)

где, Imax - максимальный ток на вводе.

Принимаем сечение провода согласно 3 климатическому району которая согласно ПУЭ для ВЛ-10кВ должно быть не менее 50 мм² при наличии стальной жилы и 70 мм² без стальной жилы, принимаем провод АС-50 с Iдоп=210 А: Rо=0,6Ом/км, Xо=0,38Ом/км

Выбранный провод проверяем по условию нагрева длительным расчетным током. Iдоп=210А≥Iрасч=13,2А(5.10)

Условие выполняется значит провод не будет нагреваться.

Определяем потери напряжения в линии.

ΔUрасч=(Р·Ro+Q·Xо)l/Uн=(184·0,6+161,9·0,38)10/10=171В(5.11)

где, Р - активная мощность, кВт

Rо - активное сопротивление линии, Ом/км

Xо - реактивное сопротивление линии, Ом/км

l - длина линии 10 кВ

Uн - номинальное напряжение, кВ

Определяем реактивную мощность по формуле приведенной ниже.

Q=Р·tgφ=184·0,88=161,9 кВар(5.12)

где, tgφ - коэффициент реактивной мощности

tgφ=sinφ/cosφ=0,66/0,75=0,88

sinφ=0,66 стр.56 (л-7)

Потеря напряжения в %

ΔU%расч=ΔUрасч/Uн·100%=171/10000=0,1%(5.13)

Расчет линии 0,4 кВ

Расчет производим методом экономических интервалов начиная расчет с самого удаленного участка.

Расчет производится по следующим формулам.

Мощность на участке

Руч=ΣР·Ко(5.14)

где, ΣР - сумма мощностей участка

Ко - коэффициент одновременности зависящий от числа потребителей.

Полная мощность участка

Sуч=Руч/cosφ(5.15)

где, cosφ - коэффициент мощности

Эквивалентная мощность.

Sэкв=Sуч·Кд(5.16)

где, Кд - коэффициент динамики, Кд=0,7 стр.56 (л-7)

Расчет мощностей на участках

От подстанции отходит 3 питающих линий 0,4 кВ, расчет 1 отходящей линии.

Участок 1-2

Р1-2=Р2=4,7 кВт

Sуч=4,7/0,8=5,8 кВа

Sэкв=5,8·0,7=4,1 кВа

Участок 0-1

Руч=(Р1+Р2)·Ко=(10+4,7)·0,9=13,2 кВт

Sуч=13,2/0,8=16,5 кВа

Sэкв=16,5·0,7=11,5 кВа

Участок 4-7

Р4-7=Р7=30 кВт

Sуч=30/0,8=37,5 кВа

Sэкв=37,5·0,7=26,2 кВа

Участок 5-6

Р5-6=Р6=2,7 кВт

Sуч=2,7/0,8=3,3 кВа

Sэкв=3,3·0,7=2,3 кВа

Участок 4-5

Р4-5=(Р5-6+Р6)·Ко=(2,7+16,5)·0,9=17,2 кВт

Sуч=17,2/0,8=21,6 кВа

Sэкв=21,6·0,7=15,1 кВа

Участок 3-4

Р3-4=(Р4-5+Р4-7)·Ко=(17,2+30)·0,9=42,4 кВт

Sуч=42,4/0,8=53,1 кВа

Sэкв=53,1·0,7=37,1 кВа

Участок 0-3

Р0-3=(Р3+Р3-4)·Ко=(15+42,4)·0,9=51,6 кВт

Sуч=51,6/0,8=64,5 кВа

Sэкв=64,5·0,7=45,2 кВа

Участок А-0

РА-0=(Р0-1+Р0-3)·Ко=(13,2+51,6)·0,9=58,3 кВт

Sуч=58,3/0,8=72,9 кВа

Sэкв=72,9·0,7=51 кВа

Провод выбирается по эквивалентной мощности с учетом климатического района, выбираем провод А-35 который может выдерживать нагрузку до 1035 кВа и ΔUтабл=0,876, наибольшая эквивалентная мощность вышла на участке А-0 и составила 51 кВа

Sпров=1035кВа≥Sэкв=51кВа

Согласно этому условию выбранный провод выдерживает расчетную нагрузку и окончательно принимаем именно его.

Проверка выбранного провода на потери напряжения, для этого находим потери напряжения на всех участках.

Uуч=Uтабл·Sуч·Lуч·10(5.17)

где, Uтабл - табличные потери напряжения выбираются в зависимости от марки провода (Uтабл=0,876 стр.36 (л-7)

Lуч - длина участка, м

U1-2=0,876·5,8·140·10=0,6%

U0-1=0,876·16,5·85·10=1,2%

U4-7=0,876·37,5·35·10=1,1%

U5-6=0,876·3,3·20·10=0,02%

U4-5=0,876·21,6·15·10=0,2%

U3-4=0,876·53,1·45·10=2%

U0-3=0,876·64,5·40·10=2,2%

UА-0=0,876·72,9·3·10=0,19%

Производим суммирование потерь напряжения на участке А-2 и А-7

UА-2=U1-2+U0-1+UА-0=0,6+1,2+0,19=1,9%(5.18)

UА-7=UА-0+U4-7+U5-6+U4-5+U3-4+U0-3=0,19+1,1+0,02+0,2+2+2,2=5,7%

Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения на ВЛ-0,4кВ составляет 6% наибольшая потеря напряжения вышла на участке А-7 и составила 5,7% что удовлетворяет требованию ПУЭ и поэтому окончательно принимаем на всех участках провод марки А-35

Расчет 2 отходящей линии.

2 линия питает молочный блок и 1 животноводческий комплекс.

Участок 8-9

Р8-9=Р9=35 кВт

S8-9=35/0,8=43,7 кВа

Sэкв=43,7·0,7=30,6 кВа

Участок А-8

РА-8=(Р8-9+Р8)·Ко=(35+66,2)·0,9=91,8 кВт

SА-8=91,8/0,8=113,8 кВа

Sэкв=113,8·0,7=79,6 кВа

Для второй отходящей линии принимаем провод А-35

Sпров=1035кВа>Sэкв=79,6кВа

условие выполняется значит провод выбран верно.

Проверка выбранного провода на потери напряжения.

U8-9=0,876·43,7·35·10=1,3%

UА-8=0,876·113,8·45·10=4,4%

Суммарная потеря напряжения на участках

UА-9=U8-9+UА-8=1,3+4,4=5,7%

Полученный процент потерь удовлетворяет требованиям ПУЭ и выбранный ранее провод принимаем окончательно.

Расчет 3 отходящей линии.

Третья линия питает родильное отделение и 2 животноводческий комплекс.

Участок 10-11

Р10-11=Р11=50 кВт

Sуч=50/0,8=62,5 кВа

Sэкв=62,5·0,7=43,7 кВа

Участок А-10

РА-10=(Р10-11+Р10)·Ко=(50+66,2)·0,9=104,5 кВт

Sуч=104,5/0,8=130,7 кВа

Sэкв=130,7·0.7=91,5 кВа

Т.к. протяженность линии и расчетная мощность вышла большая то принимаем провод марки А-70 с Uтабл=0,387

Потери напряжения на участках.

U10-11=0,387·62,5·30·10=0,72%

UА-10=0,387·130,7·90=4,5%

Потери напряжения на всей линии.

UА-11=U10-11+UА-10=0,72+4,5=5,2%

Отклонение напряжения находится в допустимых пределах значит окончательно принимаем выбранный ранее провод.

Расчет токов коротких замыканий.

Расчет производим методом именованных величин, этим методом пользуются при расчетах токов коротких замыканий (к.з.) с одной ступенью напряжения, а также в сетях напряжением 380/220 В. В последнем случае учитывают: активное и реактивное сопротивление элементов схемы, сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов, сопротивление основных элементов сети - силовых трансформаторов, линий электропередачи. Напряжение, подведенное к силовому трансформатору, считают неизменным и равным номинальному. Расчетная схема электроснабжения и схема замещения будет приведена ниже.

Сопротивление силового трансформатора 10/0,4 кВ

Zт=Uк.з.·U²ном/(100·Sном.т.)=4,5·0,4²·10³/(100·250)=29 Ом(5.19)

где, Uк.з. - напряжение короткого замыкания, в предыдущих расчетах был выбран силовой трансформатор с Uк.з=4,5%

Uном - номинальное напряжение с низкой стороны, кВ

Sном - номинальная мощность силового трансформатора, кВа

Трехфазный ток к.з. в точке К1

Iк1=Uном/(√3·(Zт+Zа))=400/(1,73·(29+15)=4,71 кА(5.20)

где, Zа - сопротивление контактных поверхностей коммутационных аппаратов принимают равным 15 Ом стр.34 (л-7)

Находим сопротивление первой отходящей линии ВЛ N1

Индуктивное сопротивление линии

Хл=Хо·l=0,35·380=133 Ом(5.22)

где, Хо - индуктивное сопротивление провода, для провода марки А-35 Хо=0,35 Ом/м

l - длина линии, м

Активное сопротивление линии

Rл=Rо·l=0,85·380=323 Ом(5.23)

где, Rо - активное сопротивление провода, для провода марки А-35 Rо=0,59 Ом/м

Результирующее сопротивление

Zрез=√(Хл)²+(Rл)²=√(133)²+(323)²=349 Ом(5.24)

Сопротивление второй отходящей линии, длина линии l=80м

Индуктивное сопротивление линии

Хл=0,35·80=28 Ом

Активное сопротивление линии

Rл=0,85·80=68 Ом

Результирующее сопротивление.

Zрез=√(28)²+(68)²=73,5 Ом

Сопротивление третьей отходящей линии, длина линии l=120м индуктивное и активное сопротивления выбранного провода Хо=0,35 Ом/м Rо=0,59 Ом/м стр 40 (л-7)

Индуктивное сопротивление линии.

Хл=0,35·120=42 Ом

Активное сопротивление линии

Rл=0,59·120=70,8 Ом

Результирующее сопротивление

Zрез=√(42)²+(70,8)²=82,3 Ом

Определяем токи коротких замыканий в точке К1

Трехфазный ток к.з. в точке К1

I³к2=Uном/(√3·(Zт+Zл))=400/(1,73·(29+349))=0,61 кА(5.25)

Двухфазный ток к.з.

I²к2=0,87·I³к2=0,87·0,61=0,53 кА(5.26)

Однофазный ток к.з.

Iк2=Uф/√[(2·(Rл)²)+(2·(Хл)²)]+1/3Zтр.=230/√[(2·(323)²)+(2·(133)²)]+104=0,38 кА

где, Zтр. - сопротивление трансформатора приведенное к напряжению 400 В при однофазном к.з.

Расчет токов коротких замыканий в точке К3

Трехфазный ток к.з.

I³к3=400/(1,73·(29+73,5))=2,2 кА

Двухфазный ток к.з.

I²к3=0,87·2,2=1,9 кА

Однофазный ток короткого замыкания

Iк3=230/√[(2·(68)²)+(2·(28)²)]+104=1,1 кА

Расчет токов коротких замыканий в точке К4

Трехфазный ток к.з.

I³к.з.=400/(1,73·(29+82,3))=2 кА

Двухфазный ток к.з.

I²к.з.=0,87·2=1,7 кА

Однофазный ток к.з.

Iк4=230/√[(2·(70,8)²)+(2·(42)²)]+104=1 кА

Выбор оборудования на питающую подстанцию

Выбор автоматических выключателей на отходящих линиях.

Автоматические выключатели предназначены для автоматического отключения электрических цепей при коротких замыканий или ненормальных режимах работы, а также для нечастых оперативных включений и отключений. Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.

Uн.а≥Uн.у.

Iн.а≥Iн.у.(5.28)

Iн.р.≥Кн.т.·Iраб

Iпред.отк.≥Iк.з.

где, Uн.а. - номинальное напряжение автомата

Uн.у. - номинальное напряжение установки

Iн.а. - номинальный ток автомата

Iн.у. - номинальный ток установки

Iраб - номинальный или рабочий ток установки.

Кн.т. - коэффициент надежности расцепителя.

Iпред.окл. - максимальный ток короткого замыкания который автомат может отключить без повреждения контактной системы

Iк.з. - максимально возможный ток короткого замыкания в месте установки автомата.

Выбор автомата для первой отходящей линии.

Рабочий ток линии

Iраб=S/√3·Uн=65,2/1,73·0.4=94,4 А(5.29)

где, S - полная мощность первой линии, из предыдущих расчетов Sл=65,2 кВа.

Определяем рабочий ток с учетом коэффициента теплового расцепителя

Кн.т.·Iраб=1,1·94,4=103,8(5.30)

Принимаем для первой питающей линии автомат серии А3710Б с Iн=160 А Iн.р.=120 А и Iпред.отк=32 кА

Uн.а.=440В≥Uн.у.=380В

Iн.а.=160А≥Iраб=94,4А(5.31)

Iпред.откл=32А≥Iк.з.=0,61кА

Максимальный ток короткого замыкания взят из предыдущих расчетах.

Все условия выполняются, значит автомат выбран верно.

Выбор автомата на второй отходящей линии.

Рабочий ток линии.

Iраб=Sл/√3·Uн=92,8/1,73·0,4=134,6 А(5.32)

Расчетный ток теплового расцепителя

Кн.р.·Iраб=1,1·134,6=148,2 А(5.33)

Для второй линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн.р.=150А и Iпред.отк.=38А

Выбор автомата на второй отходящей линии.

Рабочий ток линии

Iраб=114,1/1,73·0,4=165,3 А(5.34)

Расчетный ток теплового расцепителя.

Кн.р.·Iраб=1,1·165.3=181,8(5.35)

Для третьей линии принимаем автомат серии А3134 с Iн=200А Iн.р.=200 А и Iпред.окл=38 А

Таблица 30 - Технические данные выбранных автоматических выключателей

Выбор трансформатора тока

Выбор трансформатора тока сводится к сравнению тока в первичной цепи к току в форсированном режиме.

Номинальный первичный ток.

Iн1=Sн.т./√3·Uн=250/1,73·0,4=362,3 А(5.31)

где, Sн.т. - номинальная мощность выбранного трансформатора

Uн - номинальное напряжение с низкой стороны.

Ток в цепи в форсированном режиме.

Iраб.фор.=1,2·362,3=434,7 А(5.32)

Выбираем трансформатор тока серии ТК-20 у которого Uном=660В Iном=400А стр 112 (л-6)

I1=500А≥Iраб.фор.=434,7А(5.33)

У выбранного трансформатора тока выполняется условие по первичному току значит окончательно принимаем именно его.

Выбор рубильника

Рубильник предназначен для нечастых включений и отключений вручную электроустановок до 660В. Выбор рубильника сводится к сравнению рабочего тока электроустановки к номинальному току на которое рассчитана его контактная система. Из предыдущих расчетах Iраб=362,3А

Принимаем рубильник серии Р34 с Iн=400 А стр.112 (л-7)

Iн.руб=400А≥Iраб=362,3А(5.34)

Условие выполняется значит рубильник выбран верно.

Выбор оборудования с высокой стороны.

Выбор предохранителя с высокой стороны.

Высоковольтные предохранители в схемах электроснабжения

потребителей применяют в основном для защиты силовых трансформаторов от токов коротких замыканий.

Ток номинальный трансформатора с высокой стороны.

Iн.тр.=Sн.тр./√3·Uн=250/1,73·10=14,4 А(5.35)

где, Sн.тр. - номинальная мощность силового трансформатора

Uн - номинальное напряжение с высокой стороны

По номинальному току трансформатора выбираем плавкую вставку, обеспечивающую отстройку от бросков намагничивающего тока трансформатора.

Iв=(2…3)Iн.тр.=2,5·14,4=36 А(5.36)

Выбираем предохранитель ПК-10/40 с плавкой вставкой на 40 А стр45 (л-6)

Выбор разъединителя

Разъединитель предназначен для включения и отключения электрических цепей под напряжением но без нагрузки а также он создает видимый разрыв. Выбор разъединителя производится по следующим условиям.

Uн.р.≥Uн.у(5.37)

Iн.р.≥Iраб

где, Uн.р. - номинальное напряжение разъединителя

Uн.у - номинальное напряжение установки

Iн.р. - ток номинальный разъединителя

Iраб - максимальный рабочий ток.

Из предыдущих расчетах Iраб=13,2 А, номинальное напряжение с высокой стороны Uн.у.=10 кВ

Принимаем разъединитель РЛН-10/200 с Iн.р.=200А и Uн.р.=10 кВ

Проверка выбранного разъединителя по условиям.

Uн.р.=10кВ≥Uн.у.=10кВ

Iн.р.=200А≥Iраб=13,2А

Все условия выполняются значит разъединитель выбран верно.

Таблица 31 - Данные разъединителя заносим в таблицу

Выбор разрядников с высокой и низкой стороны

Защиту элементов электроустановки от перенапряжений осуществляют при помощи вентильных разрядников. С высокой стороны выбираем разрядник типа РВО-10 разрядник вентильный облегченной конструкции, наибольшее допустимое напряжение U=12,7 кВ, пробивное напряжение при частоте 50 Гц не менее 26 кВ. Со стороны 0,4 кВ принимаем вентильный разрядник типа РВН-0,5 стр.65 (л-7).

Расчет заземляющих устройств

Подстанция питающая ферму расположена в 3 климатической зоне, от трансформаторной подстанции отходят 3 воздушные линии (В.Л.) на которых в соответствии с ПУЭ намечено выполнить 6 повторных заземлений нулевого провода. Удельное сопротивление грунта ρ0=120 Ом. Заземляющий контур в виде прямоугольного четырехугольника выполняют путем заложения в грунт вертикальных стальных стержней длиной 5 метров и диаметром 12 мм, соединенных между собой стальной полосой 40·4 мм. Глубина заложения стержней 0,8 м полосы 0,9 м.

Расчетное сопротивление грунта стержней заземлителей.

Ррасч=Кс·К1·ρ0=1,15·1,1·120=152 Ом·м(5.38)

где, Кс - коэффициент сезонности принимают в зависимости от климатической зоны, Кс=1,15 табл.27.1 (л-8)

К1 - коэффициент учитывающий состояние грунта при измерении К1=1,1 таблица 27.3 (л-8)

Сопротивление вертикального заземлителя из круглой стали.

Rв=0,366·ρрасч(2·l/lgd+0,5lg·(4hср+l/4hср-l))/l=0,366·152(2·5/lg0,012+0,5lg·(4·3,3+5/

/4·3,3-5))/5=31,2 Ом (5.39)

где, d - диаметр стержня

l - длина электрода

h - глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины трубы или стержня.

Сопротивление повторного заземлителя Rп.з. не должно превышать 30 Ом при ρ=100 Ом·м и ниже. При ρ>100 Ом·м допускают применять

Rп.з.=30ρ/100=30·152/100=45 Ом(5.40)

Для повторного заземления принимаем один стержень длиной 5 м и диаметром 12 мм, сопротивление которого 34,5Ом<45Ом

Общее сопротивление всех 6 повторных заземлителей.

rп.з.=Rп.з./n=31,2/6=5,2 Ом(5.41)

где, Rп.з. - сопротивление одного повторного заземления

n - число стержней

Расчетное сопротивление заземления в нейтрали трансформатора с учетом повторных заземлений.

rиск=rз·rп.з./(rп.з.-rз)=4·5,2/(5,2-4)=17,3 Ом(5.42)

где, rз - сопротивление заземлителей.

В соответствии с ПУЭ сопротивление заземляющего устройства при присоединении к нему электрооборудования напряжением до и выше 1000 В не должно быть более 10 Ом.

rиск=125/8=15,6 Ом(5.43)

Принимаем для расчета наименьшее из этих значений rиск=10 Ом

Определяем теоретическое число стержней.

nт=Rв/rиск=31,2/10=3,12(5.44)

Принимаем 4 стержня и располагаем их в грунте на расстоянии 5 м один от другого.

Длина полосы связи.

lr=а·n=5·4=20 м(5.45)

Сопротивление полосы связи.

Rп=0,366·ρрасч·lg[2l²/(d·n)]/l=0,366·300·lg[2-20²/0,04·82]/20=24,2 Ом(5.46)

ρрасч=2,5·1·120=300 Ом таблица 27.2 и 27.9 (л-7). При n=4 а/l=5/5=1 ηв=0,69 и ηг=0,45.

Действительное число стержней.

nд=Rв·ηг[1/(rиск·ηг)-1/Rп]ηв=31,2·0,45[1/(10·0,45)-1/24,2]·0,69=3,5(5.47)

Принимаем для монтажа nт=nд=4 стержня и проводим проверочный расчет.

Действительное сопротивление искуственного заземления.

rиск=Rв·Rп/(Rп·n·ηв+Rв·ηп)=31,2·34,2/(21,2·4·0,69+31,2·0,45)=9,4Ом<10Ом (5.48)

Сопротивление заземляющего устройства с учетом повторных заземлений нулевого провода.

rрасч=rиск·rп.з./(rиск+rп.з.)=9,4·5,2/(9,4+5,2)=34,2(5.49)

Если же расчет выполнен без учета полосы связи то действительное число стержней.

nд=n/ηв=4/0,69=5,8(5.40)

Электрооборудование навозоуборочного транспортера работает в окружающей среде, параметры которой значительно отклоняются от установленных норм для электродвигателей и аппаратуры управления. К таким параметрам относят: влажность, загазованность, запыленность и резкие колебания температуры воздуха в течении суток. В животноводческом помещении где находится навозоуборочный транспортер наблюдается повышение влажности воздуха, концентрация углекислого газа, аммиака, сероводорода, при значительных колебаниях температуры. Совокупное действие этих факторов вызывает увлажнение и постепенное разрушение изоляции со снижением сопротивления и повышением утечки тока на корпус. Особенно вредно это воздействие на электродвигатель, когда он не работает и его обмотка не нагревается и не подсушивается или когда он работает малое число в сутки, что характерно для электродвигателей навозоуборочного транспортера.

Влажная, содержащая агрессивные газы воздушная среда стойлового помещения вызывает коррозию электрических контактов и конструктивных элементов электрических машин и аппаратов. Вследствие этого увеличивается переходное сопротивление контактов, повышается их нагрев, что способствует еще большей коррозии и следовательно, нарушению электрического контакта. Из-за коррозии ослабляется упругость пружин электрических пускателей, что служит причиной нарушения их работы. Коррозия крепежных деталей затрудняет разборку оборудования. Для увеличения срока службы электроаппаратуры навозоуборочного транспортера щит управления с пускозащитной аппаратурой выбирается со степенью защиты IР 54, провода и кабели для питания силовых и цепей управления прокладываются в трубах.

Навозоуборочный транспортер ТСН-160 имеет значительную протяженность доходящую до десятков метров имеет большое число рабочих деталей с движущимися трущимися поверхностями, трущиеся элементы подвержены износу, заклиниванию создавая тем самым аварийные режимы для приводных электродвигателей. Бывают случаи, когда движущиеся наружные части наклонных транспортеров примерзают к неподвижным элементам конструкции, и вследствие этого надо тщательно выбирать и настраивать защиту электродвигателей, в противном случае электродвигатели будут часто выходить из строя.

Исследования показали, что срок службы электрооборудования в условиях сельского хозяйства сокращается в несколько раз. Поэтому для навозоуборочного транспортера, который находится в помещении с повышенной влажностью целесообразно выбирать электродвигатели и аппаратуру управления сельскохозяйственного назначения (закрытые с химовлагостойкой изоляцией обмоток)

6. Безопасность жизнедеятельности на производстве

Многочисленные случаи травматизма, связанные с электрическим током, бывают вызваны различными причинами. Основные из них следующие: нарушение правил электробезопасности в охранной зоне линии электропередачи, а также при устранении неисправностей на подстанциях и в распределительных щитах, при эксплуатации передвижных машин на зернотоках и оборудования на животноводческих фермах, нарушение технологии монтажа и демонтажа электроустановок, замена электроламп под напряжением, использование неисправного инструмента и т.д.

Основные правила электробезопасности должны знать прежде всего электромонтеры, механизаторы, разнорабочие, а также представители других профессий, связанные с электричеством непосредственно или косвенно.

Животноводческая ферма крупно рогатого скота запитана от трансформаторной подстанции с глухозаземленной нейтралью. Сеть выполнена четурехпроводой.

Нулевой провод повторно заземляется в конце линии при вводе в здание. От опоры до распределительного щита прокладывается кабель.

Ферма относится к помещениям с особой опасностью поражения электрическим током, которые характеризуются наличием:

- токоведущих частей оборудования

- токоведущих полов

- токопроводящих стен и потолков

На ферме необходимо предусматривать повторное заземление нулевого провода при вводе в здание. Согласно правил устройства электроустановок (ПУЭ) металлические части всех станков и оборудования, способные оказаться под напряжением заземляются.

Мероприятия по производственной санитарии и технике безопасности.

Производственные помещения фермы должны удовлетворять требованием СНИП и санитарным нормам проектирования промышленных предприятий. Производственная санитария обеспечивает санитарно гигиенические условия труда, сохраняет условия частичной безопасности работ, сохраняет здоровье трудящихся на производстве способствует повышению производительности труда.

Помещение для обслуживающего персонала оборудуют отоплением и водопроводом. Отопление предусмотрено от котельной, которая находится недалеко от фермы.

Водоснабжение производится от водонапорной башни.

Гигиенические нормативы и параметры микроклимата определены ГОСТ 12.1005-88. Для обеспечения благоприятных условий работы нормированная освещенность ринята согласно СНИП-11-4-90 и отраслевым нормам. Из индивидуальных средств ащиты предусмотрены диэлектрические перчатки, диэлектрические калоши, диэлектрические коврики, а также инструмент с изолирующими ручками.

Анализ состояния производственного травматизма в совхозе.

Таблица 32

Защитные меры в электроустановках

Проектом предусмотрено, что все щиты: силовые, управления и осветительные размещены в специально отведенном месте. Для защиты людей от случайных прикосновений в момент включения электроустановок вся пускозащитная аппаратура применяется закрытого типа. Силовые шкафы запираются на замок.

Электрическая изоляция токоведущих частей электроустановок является важным фактором безопасности людей, поэтому периодически проводится контроль состояния изоляции.

На ферме применяется переносной электроинструмент и переносной источник освещения - светильник. Учитывая, то что помещения фермы с повышенной опасностью поражения электрическим током, при использовании переносного электрического инструмента предусмотрено пользования изолирующими защитными средствами (диэлектрический коврик, калоши и перчатки). Питание переносного электроинструмента осуществляется через гибкий кабель.

Инструменты подключаются к сети через штепсельную розетку с заземляющим контактом (штырьком). Устройство розетки имеет конструкцию исключающую ошибочное включение заземляющего контакта в гнездо имеющее напряжение.

Предусмотрено не реже одного раза в месяц проверка мегомметром изоляцию ручного электроинструмента, а также проверка отсутствия обрыва заземляющей жилы. Линия 0,4 кВ питающая ферму выполняется проводом одинакового сечения. В трехфазных четырехпроходных сетях до 1000В с глухозаземленной нейтралью применяется зануление с повторным заземлением.

Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях

Атмосферное электричество проявляется в виде разрядов молний. Прямой удар молнии в здание может поражать не только людей и животных, но и вызвать пожары и взрывы, разрушение каменных и бетонных сооружений, расщеплять деревянные опоры воздушных линий и повреждать изоляцию.

Согласно инструкции РД 34.21.122-87 расположенные в сельской местности небольшие строения с неметаллической кровлей, принадлежащих к 3 категории подлежат защите от прямых ударов молний одним из упрошенных методов.

Согласно ПУЭ животноводческая ферма СПК «Садовод» находится на территории со среднегодовой продолжительностью гроз от 20 до 40 часов.

Ожидаемое количество поражений молний в год.

N=(В+3·hx)·(l+3·hx)·n/10=(21+3·6,64)·(75+3·6,64)·2,5/10=0,0097 ударов в год (6.1)

где, В - ширина защищаемого здания, В=21 м

l - длина здания, l=75м

hx - высота до крыши здания, hx=6,64 м

n - среднее число поражений молний 1 км² земной поверхности в год в месте расположения здания, n=2,5

Защита производится двойным стержневым молниеотводом, состоящим из двух стержневых молниеотводов одинаковой высоты, стоящих друг от друга на расстоянии L, высотой hx≤6,64 м. При L>hx высота зоны защиты hс в середине между молниеотводами.

hс=h0-(0,17+3·10·h)·(L-h)=17-(0,17+3·10·20)·(30-20)=9,3 м(6.2)

где, h0 - зона защиты молниеотвода, м

h0=0,85·h=0,85·20=17м(6.3)

где, h - высота молниеотвода, h=20м

Ширина зоны защиты 2rc на уровне земли в середине между молниеотводами.

2·rc=2r0(6.4)

Ширина зоны защиты 2rc,x на высоте hx в середине между молниеотводами при L>h

2·rc,x=2·r0·hc-hx/hc (6.5)

где, r0-половина ширины зоны защиты

r0=(1,1-0,002·h)·h=(1,1-0,002·20)·20=21,2 м (6.6)

Радиус зоны защиты торцевых областей на высоте hx

rx=(1,1-0,002·h)·(h-hx/0,85)=(1,1-0,002·20)·(20-6,64/0,85)=12,8 м(6.7)

2rcx=2·21,2·9,3-6,64/9,3=12,1 м

В данном дипломном проекте предложено внедрить в технологический процесс, навозоуборочный транспортер ТСН-160 производительностью 5 тонн в час.

Капитальные вложения на установку с учетом затрат на приобретение, транспортировку и монтаж составляет 190000 рублей.

Рассчитываем эксплуатационные затраты при внедрение ТСН-160.

ΣU=Uз.пл.+Uа.+Uт.р.+Uэл.эн.=8760+25300+17710+9695,4=61465 (8.1)

где, Uз.пл – затраты на заработную плату, руб/год

Uа – амортизационные отчисления, руб/год

Uт.р – затраты на тех.обслуживание и ТР, руб/год

Uэл.эн. – затраты на электрическую энергию, руб/год

Расчет заработной платы производится из учета того, что тарифная ставка рабочего на удалении навоза составляет 30 рублей за час.

Определяем суточные издержки на заработную плату при удаление навоза.

Uз.пл=Зпл.ч·t=30·3,6=108 руб/сут (8.2)

где, Зпл.ч – заработная плата за один час работы, руб/ч.

t - время уборки навоза в сутки, учитывая то что время также тратится на сгребание навоза в каналы принимаем в расчет это время и время работы навозоуборочного транспортера в сутки.

Определяем затраты на заработную плату при годовой уборки навоза.

Uз.пл=Uз.пл.уд×m=108·365=39420 руб/год (8.3)

где, m - количество дней в году.

Определяем амортизационные отчисления

Ua=Бс×а/100=230000·12,5/100=25300 руб/год(8.4)

где, а - норма амортизации

Определяем затраты на техобслуживание и ТР

Uтр=0,7×Ua=0,7·25300=17710 руб/год(8.5)

Затраты на электроэнергию.

Uэл.эн.=Wгод·Ц=7458·1,3=9695,4 руб/год(8.6)

Wгод - годовое потребление электроэнергии, из проведенных ранее расчетах Wгод=7458 кВт·ч (8.7)

Ц - цена 1 кВт·ч

Подсчитываем годовую экономию сравнивая затраты на данную систему уборки навоза с гидравлической системой, сумма затрат при гидравлической уборке навоза составляет ΣUг=85740 рублей в год.

Доход от внедрения данной системы.

Чд=ΣUг-ΣUт=85740-61465=24275 руб/год

Эффективность от внедрения

Эв=Чд/ΣU·100=24275/61465·100=39,4 %(8.10)

Вышеприведенные данные показывают что внедрение данной системы уборки навоза экономически целесообразно по сравнению с гидравлической системой, которая значительно дороже и в процессе монтажа и в процессе эксплуатации, сравнивание выбранной системы с гидравлической связана с тем что в настоящие время эти две системы доминируют на фермах, остальные системы не получили такого широкого применения.

В данном дипломном проекте также предложено внедрить новую систему электроснабжения которая заменит старую систему. Находящееся в совхозе на данное время система устарела и была изношена вследствие этого увеличивались затраты на техническое содержание что вело к уменьшению рентабельности производства, не говоря уже о перепадах напряжения и аварийных отключений, что вело к нарушению технологических процессов на ферме и оказывало вредное влияние на работу всего электрооборудования.

Таблица 33 - Годовые издержки хозяйства на содержание и обслуживание электроснабжающей системы

Капитальные вложения строительство линии 0,4 кВ

Квл=Ст1км·L=170000·0,445=66750 т.руб.

где, Ст1км - стоимость и монтаж одного километра линии 0,4 кВ, т.руб.

L - длина линии 0,4 кВ, м

Стоимость выбранной комплектной трансформаторной подстанции 320000 тысяч рублей.

Капитальные вложения на установку новой системы электроснабжения.

Кв=Кввл+Квт.п.=66750+320000=386750 т.руб.

где, Квт.п. - затраты на покупку и монтаж КТП

Затраты на амортизацию.

Uа=Кв·а/100%=386750·12,5/100=38468 т.руб.

Затраты на техническое обслуживание.

Uт.о.=0,7·Uа=0,7·48468=26927,6 т.руб.

Годовая издержки на содержание действующей системы

Uг=Uт+Uт=26927+14469=42396 т.руб

где, Uт - затраты на текущее содержание системы

Uт - затраты вызванные износом оборудования электроснабжения

Годовая экономия при внедрении предлагаемой системы электроснабжения.

Г.Э.=Uв-Uд=42396-26927=15469 т.руб.

где, Uв - затраты на техническое обслуживание при внедрении новой системы.

Uд - затраты при действующем электроснабжении.

Более того не будет возникать аварийных ситуаций в подаче электроэнергии, а перерыв в питании в некоторых случаях может привести к серьезным отрицательным последствиям (порче продукции, срыву какого нибудь технологического процесса и т.д.), а это в свою очередь скажется на рентабельности производства, также будет подаваться качественная электроэнергия что увеличит срок службы электрооборудования животноводческого комплекса. Значит применение предлагаемой системы электроснабжения экономически целесообразно.

Список литературы

1.  Белянчиков Н.Н., Смирнов А.И. «Механизация животноводства и кормоприготовления» Москва, ВО «Агропромиздат», 1990 г.

2.  Кудрявцев И.Ф. «Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок» Москва, ВО «Агропромиздат», 1988 г.

3.  Чернавский С.А., Снесарев Г.А. и др. «Проектирование механических передач» Москва, «Машиностроение», 1984 г.

4.  Быков В.Г., Захаров В.А. «Методические указания по проектированию электрических осветительных установок» Челябинск, 1999 г.

5.  Чернозубов К.П. «Справочник электрификатора колхозов и совхозов» Ленинград, 1978 г.

6.  Алиев И.И. «Справочник по электротехнике и электрооборудованию» Ростов-на-дону, «Феникс», 2003 г.

7.  Кисаримов Р.А. «Справочник электрика» М., «РадиоСофт», 2001 г.

8.  Александров В.В. «Электробезопасность сельскохозяйственного производства» Москва, «Нива России», 1992 г.

9.  Алексеев К.А., Антипин В.С. «Монтаж приборов и средств автоматизации» Москва, «Энергия», 1979 г.

10.  Быстрицкий Г.Ф., Кудрин Б.И. «Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов» Москва, «Академия», 2003 г.